基于事件触发的多智能体系统的一致性研究

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随着多智能体在现实社会中的广泛应用,多智能体系统一致性问题已经是众多学者进行研究的热点问题,其中大多数系统控制时间是连续更新,且在实际中,每个智能体的运算是有限的,因而如何减少智能体更新和运算次数是值得研究的。本论文针对该问题,利用事件触发控制对多智能体的一致性进行了研究,具体工作如下:(1)针对有向拓扑情形,考虑事件触发中带有非线性和扰动的领导-跟随多智能体系统,提出解决固定时间一致性问题的方法。结合多智能体系统的微分方程,提出基于事件触发的非线性控制协议,利用Lyapunov稳定性理论和代数图论,证明多智能体系统在固定时间内可以实现领导-跟随的一致性,给出智能体系统事件触发的条件,并利用最小触发间隔排除了Zeno行为。(2)在多智能体系统中,可能不同群体的智能体之间存在竞争关系,而同一群体中的智能体之间存在合作关系。针对这种现象,提出了一种新的事件触发控制协议,以减轻具有协作竞争组的多智能体系统的通信负担,利用矩阵理论、Barbalat引理和Lyapunov理论,给出了基于事件触发的多智能体系统群组一致性的充分条件,特别地,Zeno行为在事件触发问题中是常见的,但是最后避免了这种行为,并给出了最小触发间隔。(3)在有向拓扑图下,利用事件触发,解决了二阶领导-跟随非线性多智能体中跟随者和领导者的时滞一致性问题。提出了一种事件触发机制和针对时滞一致性的新控制策略,再利用Lyapunov稳定性理论,代数知识和图论知识,证明了二阶多智能体系统可以在有领导者的情况下实现时滞一致性,并且在上述所提出控制策略中,通过矩阵理论和不等式方法,利用连续相邻两次触发间隔大于零,有效的排除了Zeno行为。本文通过数值仿真实现对几种事件触发控制协议的一致性验证,和对Zeno行为的排除,从而论证了理论部分的可行性和正确性。
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